基于单片机的病床呼叫系统讲解

基于单片机的
病床呼叫系统
一、概述
• 本设计是以AT89C51为核心的病人呼叫系统，对该系统的硬件和软件 结构进行了相应的描述。通过对病区的数据采集，实现医院医疗人员 值班室和病人房之间的通信呼叫联系，具有使用方便、操作简单等特 点。伴随着医疗体制改革的不断深化和医疗事业的飞速发展，越来越 多的人们需要迅捷、方便地得到医院的各种各样的医疗服务。
三、系统详细设计
1、硬件
（1）单片机AT89C51
随着单片机功能集成化的发展，其应用领域也逐 渐从传统的控制扩展为控制处理、数据处理以及 数字信号处理等领域，AT89C51具有低电压、低 功耗、性价比高、功能强、指令效率高等优点。 AT89C51的主要特点，1)集成度高，易于扩展； 2)较强的中断处理能力，支持异常中断、事件中 断和软件中断三种类型的中断；3)高效的指令系 统。程序编程指令特别严密，它有多种中断系统 和多种定时器系统，可以根据需要具体选择，灵 活性很大。
uchar code distab[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};
uchar code keytab[8][8]={{1,2,3,4,5,6,7,8},
定义键盘值
{9,10,11,12,13,14,15,16},
{17,18,19,20,21,22,23,24},
• 这使得衡量一个医院的综合水平高低，不再仅局限于软、硬件的建设 上，更要比服务。临床呼叫求助装置是传送临床信息的重要手段，关 系病员安危，传统的有线呼叫系统历来受到各大医院的普遍重视。如 果采用无线传输，会节约布线和改造线路的资金，为医院节约成本， 并且及时、准确、可靠、简便可行，比目前的同类产品更能受到医院 及病人的认可，有更强的竞争力，能大量推广。 在医院的病房里每个床位边都装有一个呼叫按钮，当病人需要帮助时， 按下呼叫按钮，护士办公室里呼叫显示板上相应房间号的指示灯点亮 并进行语音提示，同时在走廊里安装一个电子显示牌，使值班护土能 及时的知道哪个房间的病人需要帮助或需要进行抢救。
}
P2=0xff;P0=0x00;
while(P2!=0xff);
bed_NO=keytab[hang][lie];TR0=1; 行列值赋值给bed_NO
}
else
bed_NO=0;
}
}
void time_init(void)
计数器的初始化
{
TMOD=0x01;
TH0=(65536-8333)/256;
3 4
1 2 3 4 5 6 7 8
P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7
P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1
P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD
10 11 12 13 14 15 16 17
5 6 7
case 0xf7:lie=3;break;
case 0xef:lie=4;break;
case 0xdf:lie=5;break;
case 0xbf:lie=6;break;
case 0x7f:lie=7;break;
}
P2=0x00;P0=0xff;
switch(P0&0xff) 扫描行值
{
case 0xfe:hang=0;break;
case 0xfd:hang=1;break;
case 0xfb:hang=2;break;
case 0xf7:hang=3;break;
case 0xef:hang=4;break;
case 0xdf:hang=5;break;
case 0xbf:hang=6;break;
case 0x7f:hang=7;break;
AT89C51
LS1
SOUNDER
D1
LED-GREEN
取消按键
系统原理图
要实现的主要功能：
病床病人按键按下时，由8×8键盘矩阵采集 到的键值经过P0.P2输入到单片机AT89C51中， 通过简单的点亮呼叫病号对应床号灯和病区内 的警示灯，然后通过P1口把相关信息传送到 MPX2彩屏LCD显示。同时报警警示灯闪烁、 报警声响起。医疗人员可以通过控制键盘操作， 完成呼叫响应和信息查询等监护工作。
（2） MPX2彩屏LCD电路模块
本系统采用的MPX2电路模块是一款高画质的低 温多晶硅TFT真彩LCD模块，具有接口简单、编 程方便、易于扩展等良好性能。MPX2内置专用 驱动和控制IC，以驱动IC自己集成显示缓存。无 需外部显示缓存。 MPX2系列模块实际上就是将 MPX2的TFT-LCD显示器连接在PCB电路板上， 并加在PCB电路板上设计了总线缓冲、保护电路，
以及背光限流电路，将显示器不便于与开发板连 接的软PCB连接接口引出，并以DIP的双排插针
引出模块以便于应用上的连接。为了方便应用上 的扩展使用，MPX2系列模块将显示器主供电源 和显示器背光电源分开供电。
（3） 报警电路的设计
主机在接受到呼叫后，首先进行报警告知值班人 员。报警电路可以用单片机P2.0输出1 kHz和500 Hz的音频信号经放大后驱动其扬声器，做报警信 号，要求1 kHz信号响100 ms，再500 Hz信号响 200 ms，交替进行。这里使用音频放大器LM386， 他的工作电压为4～ 12 V，输出功率最大可达1
btime++;
if(btime>6){TR0=0;btime=0;}
buzzer=!buzzer;
}
}
void main(void)
{
time_init();
for(;;)
{
key();
display();
if(TR0==0){buzzer=1;}
if(clear==0)
服务台取消呼叫
{
delay(10);
if(clear==0)
{
bed_NO=0;
}
}
}
}
8X8键盘 64个LED
病人呼叫系统框图
1 02 13 24 35 46 57 68 79 8 9 A B C D E F
RP1
RESPACK-8
0
U1
19 XTAL1 18 XTAL2
9 RST
P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7
W，输入阻抗为50 kHz。
（4） 键盘模块电路设计 8×8键盘矩阵和64个LED警示灯模块组成。
在键盘扫描和LED驱动部分，使用了 LED 显示电路原理图如下图所示。
0 1 2 3 4 5 6 7
键盘模块电路
8 9 A B C D E F
2、软件 （1）系统的工作流程
开始 初始化系统
Y
有键按下？
N
病房指示灯亮，服 务台显示床号，并 响铃系统的工作流
程
服务台回应
结束
（2）软件设计 该系统软件主要完成以AT89C51为核心的数据的
采集、处理和有线传输。采用模块化程序设计方法， 将系统软件的设计主要分为显示模块，输入模块，输 出模块。单片机扫描发射键，如果扫描到有发射键按 下，系统便扫描拨码开关的状态以确定地址码，通过 P0口和P2口开始地址码传送当服务台接收到呼叫信 号后，护士值班室内的呼叫系统板上显示该患者的床 位号，并振铃。当护士按下“响应”键时，取消当前 呼叫。
装入初值
TL0=(65536-8333)%256;
EA=1;
ET0=1;
}
void time(void) interrupt 1 using 1 定义中断块
{
TH0=(65536-8333)/256;
TL0=(65536-8333)%256;
itime++;
if(itime>=100)
{
itime=0;
P0=0x00;P2=0xff;
delay(1);
if(P2!=0xff)
{
delay(5); 延迟（5）后查询行列值
if(P2!=0xff)
{
switch(P2&0xff) 扫描列值
{
case 0xfe:lie=0;break;
case 0xfd:lie=1;break;
case 0xfb:lie=2;break;
护士站病床呼叫系统监控面板
二、系统总体设计
在本系统中，我们采用单片机AT89C51为核心的系统主要包括2个部分：数 据采集和数据的输出，数据的输出用来进行呼叫，编码使用单片机完成，数 据采集负责接收分机发来的信号，并进行解码、显示该患者的床位号，并振 铃,主机上设有键盘取消当前呼叫
显示 喇叭
AT89C51
uchar itime; 定义字符bed_NO，uchar btime，uchar itime
void delay(uint x)
定义延迟程序块
{ uint i,j; for(i=0;i<x;i++) { for(j=0;j<10;j++) {;;} }
} void display(void) 定义显示管块 {
{25,26,27,28,29,30,31,32},
{33,34,35,36,37,38,39,40}, {41,42,43,44,45,46,47,48}, {49,50,51,52,53,54,55,56}, {57,58,59,60,61,62,63,64},
};
uchar bed_NO;
uchar btime;
uchar a10,a1; a10=bed_NO/10; a1=bed_NO%10; P1=distab[a10]; B1=0; delay(10); B1=1; P1=distab[a1]; B2=0; delay(10); B2=1; }